Bij erg harde wind kan een windturbine niet draaien. Eeuwig zonde, dachten ze bij het Duitse Fraunhofer-Institut. Daarom test het instituut nu een kleine windturbine met rotorbladen die een beetje kunnen torderen, zodat de turbine overweg kan met harde wind. Alles bij elkaar kan zo'n turbine efficiënter zijn.
Als de wind te sterk wordt, kunnen beheerders van windmolens alleen maar de rotor van de wind af draaien. Anders is het risico op schade aan de turbine te groot. Dit is zonde, want de windturbine levert op deze momenten geen stroom. Uitbaters van windparken zouden liever zien dat de windmolens zo vaak mogelijk draaien.
Het Duitse Fraunhofer-Institut für Wind Energie Systeme (IWES) in Bremerhaven werkt aan een oplossing. Het gaat om een windturbine op schaal, waarvan de rotorbladen een beetje kunnen torderen; een ontwerp dat men bend-twist coupling (BTC) noemt. Als ze gaan draaien, vervormen de bladen en neemt het oppervlak van de rotorbladen af, waardoor ze minder wind vangen. Daarmee nemen ook de krachten op het blad af, waardoor de turbine in harde wind toch kan blijven draaien.
Test afgerond
De Duitsers hebben net een belastingstest met een enkel BTC-rotorblad succesvol afgerond. Hierbij werd het blad in verschillende richtingen belast. Aanvullend deden de onderzoekers dynamische tests, waarbij de belasting over de hele levensduur van het rotorblad (twintig jaar) werd gesimuleerd. Het blad kwam goed uit deze tests en voldeed aan de verwachtingen.
Lichter
Het voordeel van de torderende rotorbladen is tweeledig. Bij nieuwe windturbines kan het principe ervoor zorgen dat de rotorbladen lichter geconstrueerd kunnen worden, want de optredende krachten als gevolg van de windbelasting blijven immers lager. En bestaande windturbines zijn uit te rusten met langere bladen, terwijl de andere onderdelen van de turbine hetzelfde blijven. De geüpgrade turbine kan dan meer stroom produceren dankzij enkel drie nieuwe, langere rotorbladen.
Proef met turbine
De volgende stap voor het Fraunhofer-Institut is een grote proef: een werkende windturbine met drie BTC-rotorbladen van 20 m lang. Die gaat plaatsvinden in de Verenigde Staten, op een testlocatie van het National Renewable Energy Laboratory in Denver, Colorado.
Hieruit moet blijken of de rotorbladen ook in een werkende windturbine een lagere belasting ondervinden. Daarvoor zitten er op elk rotorblad twee druksensoren die de luchtstromingen rond het blad meten. Ook de versnelling van het puntje van het rotorblad en de vervorming van het blad worden continu gemeten.
Het bend-twist coupling rotorblad is ontwikkeld in het project Smartblades2, dat grotendeels is gefinancierd door de Duitse overheid. Doel is om uiteindelijk dit type rotorbladen in commerciële windturbines te krijgen.
Openingsfoto: Het 20 m lange rotorblad in de belastingsproef bij het Fraunhofer-Institut. Foto Pascal Hancz / Fraunhofer-Institut.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.